DE2800118A1 - Verfahren zur herstellung von alkylaromatischen kohlenwasserstoffen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von alkylaromatischen kohlenwasserstoffen

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Description

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UOP Inc., Ten Uop Plaza, Algonquin & Mt. Prospect Roads, Des Piaines, Illinois 60016 /USA
Verfahren zur Herstellung von alkylaromatischen Kohlenwass ers toffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mit fester Phosphorsäure katalysierten Herstellung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen, wobei Korrosion in den Fraktionierkolonnen, die zur Gewinnung der alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe benützt werden, vermindert wird. Diese Verbesserung erreicht man, indem man den Druck des Bodenstroms einer ersten Fraktionierzone vermindert und den so gekühlten Bodenstrom in einen Absetzbehälter überführt, der bei ruhigen Bedingungen arbeitet, was eine Abtrennung von Phosphorsäure in flüssiger Phase von dem Bodenstrom bewirkt. Diese Phosphorsäure wird dadurch aus dem Verfahren entfernt, und die Korrosionsmenge in der Fraktionierkolonne aus Kohlenstoffstahl abstromwärts von dem Absetzbehälter wird so vermindert.
Die Zeichnung erläutert eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung. Aus Gründen der Klarheit und Einfachheit wurden verschiedene Untersysteme und Apparaturen, die mit dem Betrieb des Verfahrens verbunden sind, nicht gezeigt. Diese Teile sind
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beispielsweise Strömungs - und Drucksteuerventile, Pumpen, Temperatur- und Druckabfühlsysteme, Reaktor- und FraktioniereinrichtungsInneneinrichtungen usw., die von üblicher Konstruktion sein können. Diese Darstellung der bevorzugten Ausführungsform ist nicht dazu bestimmt, vom Erfindungsgedanken jene anderen Ausführungsformen auszuschließen, die das Ergebnis üblicher und normaler Abwandlungen dieser Ausfuhrungsformen s ind.
In der Zeichnung tritt ein Beschickungsstrom, der ein Gemisch von Propan und Propylen umfaßt, in das Verfahren in Leitung 1 ein und wird mit einem Strom von Rückführbenzol aus Leitung 2 vermischt. Das resultierende Gemisch wird durch Leitung 3 zu der Verbindung mit Leitung 4 getragen, wo es mit weiterem Benzol aus Leitung 4 vermischt wird. Dies ergibt den Beschickungsstrom für die Alkylierungszone, der durch Leitung 6 getragen wird. Dieser Strom wird zunächst in einem Wärmeaustauscher 5 und dann in einem Erhitzer 7 erhitzt, bevor er in den Boden des Reaktors 8 eingeführt wird. Kontakt des Beschickungsstromes der Alkylierungszone mit einem festen Phosphorsäurekatalysator, der auf die Alkylierung fördernden Bedingungen gehalten wird, bewirkt die Umsetzung von wenigstens einem Hauptteil des Propylens mit Benzol unter Bildung von Cumol oder Isopropylbenzol. Ein Reaktionszonenauslaufstrom, der Benzol, Propan und Cumol umfaßt, wird von dort in.Leitung 9 entfernt.
Der Reaktionszonenauslaufstrom geht durch ein Drucksteuerventil, das nicht gezeigt ist, und sodann in eine erste Rektifizier-
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einrichtung oder Rektifizierkolonne 10, die bei einem niedrigeren Druck und einer niedrigeren Temperatur als der Reaktor arbeitet. Aus dem Reaktionszonenauslaufstrom freigesetzte Dämpfe gehen aufwärts durch Fraktionierböden im Gegenstrom zu Flüssigkeit, die durch Zugabe von Benzol aus Leitung 13 an der Spitze der Rektifiziereinrichtung gebildet wird. Ein Kopfdampfstrom, der Benzol, Propan und eine kleine Menge Wasser umfaßt, wird in Leitung 11 entfernt und gegen den Beschickungsstrom der Alkylierungszone wärmeausgetauscht. Dann wird er in eine zweite Rektifiziereinrichtung 14 überführt. Der Bodenstrom dieser Kolonne enthält Benzol, welche zu dem Reaktor über Leitung 4 geführt wird. Ein Beschickungsbenzolstrom tritt in die Kolonne durch Leitung 15 ein, um getrocknet zu werden. Ein Kopfdampfstrom, der Wasser und Propan umfaßt, wird von der zweiten Rektifiziereinrichtung in Leitung 16 entfernt und geht durch einen Kopfproduktkondensator 17. Der resultierende Kondensatstrom wird in einen Kopfproduktaufnahmebehälter 18 überführt und in eine in Leitung 20 entfernte wässrige Phase und einen in Leitung 21 entfernten flüssigen Propanstrom getrennt. Ein aus dem Verfahren in Leitung 22 entfernter Nettopropanstrom umfaßt das durch Leitung 1 eintretende Propan. Der Rest des flüssigen Propanstromes geht über Leitung 23 als Rückfluß in die Rektifiziereinrichtung.
Eine sehr kleine Menge von wässriger Phosphorsäure wird in Leitung 12 aus der ersten Rektifiziereinrichtung entfernt.
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Der Kohlenwasserstoffbodenstrom dieser Kolonne wird in Leitung 24 entfernt und umfaßt 3enzol und Cumol. Dieser Bodenproduktstrom wird einer Schnellverdampfung bzw. Druckentlastungsverdampfung unterzogen, die seinen Druck und seine Temperatur durch Überführung durch das Ventil 25 in einen Absetzbehälter 26 herabsetzt. Die niedrigere Temperatur und ruhige Bedingungen, die in dem Absetzbehälter aufrechterhalten werden, bewirken, daß sich in dem Absetzbehälter eine Phosporsäurephase bildet. Diese zusätzliche Säure wird in Leitung 27 entfernt und tritt daher nicht in die abstromwärts gelegenen Kessel ein.
Im wesentlichen die gesamten Kohlenwasserstoffe in dem Bodenprodukts trom der Rektifiziereinrichtung gehen weiter durch Leitung 2 8 zu einer Benzolrückführkolonne 29. Diese Kolonne arbeitet bei Bedingungen, die wirksam sind, im wesentlichen das gesamte Benzol in dem Bodenproduktstrom der Rektifiziereinrichtung zu verdampfen und einen Benzol umfassenden Kopfdampfstrom zu bilden. Dieser Dampfstrom wird in dem Kopfproduktkondensator 31 kondensiert und in den Kopfproduktaufnahmebehälter 32 über Leitung 30 geführt. Die resultierende benzolreiche Flüssigkeit wird in Leitung 33 entfernt, wobei ein erster Anteil in Leitung 34 als Rückfluß an die Rückführkolonne abgegeben wird und ein zweiter Anteil in Leitung 35 eintritt. Ein Schleppstrom oder Seitenstrom wird in Leitung 36 entfernt, um die Ansammlung von Kohlenwasserstoffen mit Siedepunkten zwischen denen von Benzol und Propan in dem Verfahren zu verhindern. Der Rest
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des Benzols geht für eine Rückführung zu dem Reaktor und für Rückfluß in der ersten Rektifiziereinrichtung durch Leitung 37.
Cumol und andere alky!aromatische Kohlenwasserstoffe werden von der Benzolrückführkolonne als Bodenproduktstrom in Leitung 3 8 abgezogen und gehen in eine Cumolkolonne 39. Der Betrieb dieser Kolonne ist so, daß sie einen Kopfdampfstrom von relativ reinem Cumol produziert. Dieser Dampfstrom geht durch den Kondensator 42 in den Kopfproduktaufnahmebehälter 43 über Leitung 41. Das Cumol wird aus dem Behälter in Leitung 44 abgezogen und zwischen dem in Leitung 45 strömenden Rückflußstrom und einem in Leitung 46 strömenden Nettoproduktstrom aufgeteilt. Ein polyalkylierte aromatische Kohlenwasserstoffe umfassender Nettobodenproduktstrom wird aus der Cumolkolonne in Leitung 40 entfernt.
Feste Phosphorsäurekatalysatoren sind brauchbar in einer Reihe chemischer Umwandlungsverfahren, die gewerblich durchgeführt werden. Diese Verfahren sind beispielsweise die Oligomerisierung, die oftmals als Polymerisierung bezeichnet wird, von Olefinen unter Bildung von Motortreibstoff, die Herstellung von Tetrameren für die Detergensherstellung sowie die Gewinnung von C7-, Cg-, Cg- und C^-Olefinen für die Verwendung in petrochemischen Verfahren und auch die Alkylierung von aromatischen Kohlenwasserstoffen. Die aromatischen Kohlenwasserstoffe, die
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mit festem Phosphorsäurekatalysator bzw. Katalysator mit fester Phosphorsäure alkyliert werden können, sind beispielsweise Benzol, Toluol, Xylole, Äthylbenzol, Normalpropylbenzol, Isopropy!benzol und andere zyklische Verbindungen. Höher-'molekulare und poly zyklische aromatische Kohlenwasserstoffe können auch unter Verwendung eines festen phosphorhaltigen Katalysators alkyliert werden. Das Alkylierungsmittel kann eine als Olefin wirkende Verbindung, wie ein Alkohol, Äther oder Ester sein, einschließlich der Alky!halogenide, Alkylsulfate und Alky!phosphate. Vorzugsweise ist das Alkylierungsmittel ein Mono- oder Diolefin mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen je Molekül. Die bevorzugten Monoolefine sind beispielsweise Äthylen, Propylen, 1-Buten, 2-Buten und Isobutylen. Diese Olefine können als relativ reine Ströme verwendet werden, die eine einzelne Kohlenwasserstoffart enthalten. Stattdessen kann auch ein Gemisch von zwei oder mehr Olefinen oder von Olefinen und Paraffinen als der nicht-aromatische Beschickungsstrom zu dem Verfahren verwendet werden. Typische Produkte sind beispielsweise Cumol, Äthylbenzol und Cymol (Isopropyltoluol).
Die vorliegende Erfindung wird mit einer Reaktionszone durchgeführt, die einen festen phosphorhaltigen Katalysator enthält. Vorzugsweise ist der Katalysator ein solcher, der üblicherweise als SPA-Katalysator (fester Phosphorsäurekatalysator) bezeichnet wird. Geeignete SPA-Katalysatoren bzw. feste Phosphorsäurekatalysatoren sind im Handel erhältlich. Wenn hier
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der Ausdruck "SPA-Katalysator" oder "fester Phosphorsäurekatalysator" verwendet wird, meint dieser allgemein einen
festen Katalysator, der als einen seiner Hauptrohbestandteile eine Säure von Phosphor, wie Ortho-, Pyro- oder Tetraphosphorsäure, enthält. Diese Katalysatoren werden normalerweise durch Vermischen der Säure mit einem kieselsäurehaltigen festen Träger unter Bildung einer feuchten Paste gebildet. Diese Paste kann calciniert und dann unter Bildung von Katalysatorteilchen zerstoßen werden, oder die Paste
kann vor dem Calcinieren unter Erzeugung gleichmäßigerer
Katalysatorteilchen extrudiert oder pelletisiert werden.
Der Träger ist vorzugsweise ein natürlich vorkommendes
poröses kieselsäurehaltiges Material, wie Kieseiguhr, Kaolin, Infusorienerde oder Diatomeenerde. Eine kleinere Menge verschiedener Zusatzstoffe, wie mineralisches Talkum, Fullererde oder Eisenverbindungen einschließlich Eisenoxid, wurden zu dem Träger zugegeben, um seine Festigkeit und Härte zu erhöhen. Die Kombination des Trägers und der Additive
macht normalerweise etwa 15 bis 30 Gew.-% des Katalysators aus, wobei der Rest aus der Phosphorsäure besteht. Die bei der Herstellung des Katalysators verwendete Phosphorsäuremenge kann aber von etwa 8 bis 80 Gew.-% des Katalysators
variieren, wie in der US-PS 3 402 130 beschrieben ist. Die Menge des Additivs oder Zusatzstoffes kann gleich etwa 3 bis 20 Gew.-% des gesamten Trägermaterials ausmachen. Weitere
Einzelheiten bezüglich der Zusammensetzung und Herstellung typischer SPA-Katalysatoren können den üS-PSen 3 050 472,
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3 050 473 und 3 132 109 sowie anderen Druckschriften entnommen werden.
Es ist bekannt, daß die Hindurchführung aromatischer Kohlenwasserstoffe durch eine Alkylierungszone dazu neigt, chemisch gebundenes Wasser aus einem festen Phosphorsaurekatalysator (SPA-Katalysator) auszulaugen. Dies ergibt sich aus den üS-PSen 3 510 534 und 3 520 945. Deren letztere befaßt sich mit der Steuerung des Hydratationszustandes des Katalysators. Der Wassergehalt des Katalysators ist wichtig, da eine Entwässerung bewirkt, daß die SPA-Katalysatoren sich durch Pulverbildung und Kuchenbildung verschlechtern, während überschüssiges Wasser bewirkt, daß die Katalysatoren erweichen und schließlich einen Schlamm bilden, der den Reaktor verstopfen kann. Wasser wird daher in den Beschickungsstrom eingespritzt, um den Katalysator auf dem geeigneten Hydratationszustand zu halten, in dem das aus dem Katalysator ausgelaugte Wasser ersetzt wird. Die Geschwindigkeit dieser Einspritzung wird benützt, um den Katalysatorhydratationsgrad zu steuern, und die Beschickungsströme werden daher vor dem Wassereinspritzungspunkt so trocken, wie in der Praxis möglich, gehalten. Dies führt dazu, daß der Gesamtwassergehalt der Beschickung im wesentlichen der gleiche wie die eingespritzte Wassermenge ist. Typische Wassereinspritzmengen liegen bei etwa 100 ppm bis 2000 ppm bei Alkylierungen aromatischer Kohlenwasserstoffe. Eine bevorzugte Wasserzugabemenge während der Produktion von Cumol liegt bei etwa 200 bis 300 ppm der kombinierten Beschickung zu der Reaktionszone.
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Das Wasser, das aus dem Katalysator ausgelaugt wurde, und das dem Beschickungsstrom zugesetzte überschüssige Wasser sind in dem Reaktionszonenauslaufstrom enthalten. Dieses Wasser enthält Phosphor aus dem Katalysator und ist daher Phosphorsäure etwas variierender Stärke. Die Säure ist in sehr geringen Konzentrationen in dem Reaktionszonenauslauf vorhanden und ist offensichtlich in dem viel größeren aromatischen Kohlenwasserstoffstrom gelöst. Der Reaktionszonenauslauf wird jedoch normalerweise gekühlt, wie durch Schnellverdampfung bzw. Entlastungsverdampfung, und bei der resultierenden niedrigeren Temperatur wird eine getrennte wässrige Phase von Phosphorsäure gebildet. Versuche haben gezeigt, daß das heiße Ausflußmaterial der Reaktionszone nicht korrodierend wirkt, sondern daß das kühlere, zwei flüssige Phasen umfassende Ausflußmaterial ziemlich korrodierend gegenüber Kohlenstoffstahl ist. Aus diesem Grund bestehen wenigstens die Leitungen und Behälter unmittelbar abstromwärts von der Reaktionszone normalerweise aus rostfreiem Stahl. Die Säure sammelt sich daher in dem Bodenprodukt des ersten Behälters, welcher in einem Verfahrensschema ähnlich dem, das in der Zeichnung gezeigt ist, die erste Rektifizierkolonne ist. Aus diesem Grund zeigen die oben genannten Patente, daß Säure aus der ersten Fraktionierkolonne, worin der Reaktionszonenausfluß eingeführt wird, abgezogen wird. Diese erste Fraktionierkolonne ist normalerweise eine Rektifizierkolonne und wird normalerweise in Verbindung entweder mit einer zweiten Rektifiziereinrichtung, einem Absorber oder einer Depropanisiereinrichtung verwendet. Die erste Fraktionierkolonne
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und irgendeine weitere Kolonne, die mit ihr verbunden ist, werden hier als die erste Fraktion!erzone bezeichnet.
Ein Bodenproduktstrom, der das alky!aromatische Kohlenwasserstoffprodukt des Verfahrens enthält, wird normalerweise aus der ersten Fraktionierzone entfernt und in eine zweite Fraktionierzone überführt. Da dieser Bodenproduktstrom oftmals Benzol enthält, ist es eine übliche Praxis, zunächst das Benzol und die anderen Kohlenwasserstoffe, die unterhalb des Cumols sieden, in einer ersten Kolonne, die als eine Benzolrückführkolonne bezeichnet ist, zu entfernen. Das Cumol oder anderes alkylaromatisches Kohlenwasserstoffprodukt wird dann in einer zweiten Kolonne gewonnen, die als eine Cumo!kolonne bezeichnet wird. Abweichende Kolonnenanordnungen können benützt werden, um die Produktgewinnung durchzuführen. Diese Kolonnen werden hier als zweite Fraktionierzone bezeichnet.
Die Benzolrückführkolonne arbeitet typischerweise bei einem niedrigeren Druck und einer niedrigeren Temperatur als die Kolonne, die den Bodenproduktstrom erzeugt, welcher ihr zugeführt wird. Nach dem Stand der Technik wird der Bodenproduktstrom der ersten Fraktionierkolonne durch Entspannungsverdampfung in die Benzolrückführkolonne verdampft und daher auf eine niedrigere Temperatur gekühlt. Diese niedrigere Temperatur bewirkt, daß eine weitere kleine Menge der Phosphorsäure aus der Lösung in der Benzolrückführkolonne ausfällt.
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um die hohen Kosten von rostfreiem Stahl zu vermeiden, wird die Benzolrückführkolonne oftmals aus Kohlenstoffstahl hergestellt. Die Phosphorsäure korrodiert daher die Fraktionierböden in dieser Kolonne. Dies vermindert langsam die Wirksamkeit der korrodierenden Böden und kann die Wirksamkeit anderer Böden ebenfalls vermindern, indem eine Ansammlung von Korrosionsprodukten oder Ablagerungen auf der Oberfläche der Böden bewirkt wird. Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Verminderung der Korrosion durch Senkung der Phosphorsäuremenge, die in die Benzolrückführkolonne geht, zu erhalten.
Nach dem Erfindungskonzept wird der alky!aromatischen Kohlenwasserstoff enthaltende Bodenproduktstrom der ersten Fraktionierzone durch Schnellverdampfung bzw. Entspannungsverdampfung auf einen niedrigeren Druck an einem Punkt vor der zweiten Fraktionierzone gebracht. Das Flüssigphasenmaterial, das nach der Schnellverdampfung verbleibt, wird dann einige Zeit in einer ruhigen Absetzzone gehalten, die auf Bedingungen gehalten wird, die es gestatten, daß sich die Phosphorsäure unter der Schwerkraft absetzt und dekantiert wird. Dieses Absetzen kann durch agglomerierende Mittel mechanischer oder elektrostatischer Art unterstützt werden. Die bevorzugte Type einer Absetzzone ist ein Absetzkessel ähnlich dem, der in der Zeichnu-ng dargestellt ist und der üblicherweise etwa für Kopfproduktaufnahmebehälter verwendet wird. Andere Kesseltypen einschließlich jener mit getrennten Einrichtungen für die Handhabung der Dampfphase, die bei der Schnellverdampfung gebildet wird, können benützt werden.
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Die Schnellverdampfung oder Entspannungsverdampfung, die vor dem Absetzbehälter durchgeführt wird, vermindert vorzugsweise den Druck des Bodenproduktstromes auf den niedrigsten Druck, der noch einen ausreichenden Druckunterschied zwischen dem Absetzbehälter und der zweiten Fraktionierzone liefert, um den Bodenproduktstrom ohne Verwendung einer Pumpe zu der zweiten Fraktionierzone zu überführen. Wenn geeignete Pumpeinrichtungen vorgesehen werden, kann jedoch ein niedrigerer Druck und eine niedrigere Temperatur benützt werden. Die Schnellverdampfung vermindert vorzugsweise die Temperatur des Bodenproduktstromes um 45 0C (8O °F) oder mehr. Es braucht kein Steuersystem verwendet zu werden, um den Kohlenwasserstoff luß aus dem Äbsetzbehälter zu regulieren, und dieser kann direkt mit der zweiten Fraktionierzone verbunden sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Druck in dem Absetzbehälter nur um den Druckabfall , der mit dem Fluß des Bodenproduktstromes durch die Verbindungsleitungen und irgendeinen Höhenunterschied verbunden ist, höher als jener in der zweiten Fraktionierzone.
Die Temperaturbedingungen und Druckbedingungen, die in der ersten Fraktionierzone und auch in der zweiten Fraktionierzone aufrechterhalten werden,stehen in Wechselbeziehung zueinander und sind variabel. Die erste Fraktionierzone wird vorzugsweise bei einem Druck von wenigstens 6,8 atü (100 psig)
und höher als die zweite Fraktionierzone/bei einer Temperatur über
etwa 56 0C (100 0F) oberhalb derjenigen, die in der zweiten Fraktionierzone verwendet wird, betrieben. Ein breiter Bereich
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von Bedingungen für die erste Fraktionierzone schließt eine Bodenprodukttemperatur von etwa 177 bis 260 0C (350 bis 500 0F) und einen Spitzendruck von etwa 20,4 bis etwa 40,8 atü (etwa 300 bis 600 psig) oder höher ein. Ein breiter Bedingu-ngsbereich für die Verwendung in der zweiten Fraktionierzone schließt einen Spitzendruck von etwa 0,68 atü bis 10,2 atü (10 bis 150 psig) und eine Bodenprodukttemperatur von etwa 149 bis 232 0C (300 bis 450 0F) ein.
Die Reaktionszone wird auf die Alkylierung fördernden Bedingungen gehalten, die ein„..jen Druck von etwa 20,4 bis 68 atü (300 bis 1000 psig) und eine Temperatur von etwa 149 bis 316 °C (etwa 300 bis 600 0F) einschließen. Die stündliche Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit der Reaktionspartner kann im Bereich von etwa 0,5 bis 2,5 liegen. Es ist bevorzugt, daß ein Überschuß des aromatischen Kohlenwasserstoffes in der Reaktionszone vorliegt. Das Molverhältnis des aromatischen Kohlenwasserstoffes zu dem Olefin sollte im breiten Bereich von 3:1 bis 20:1 liegen. Ein Verhältnis von etwa 8:1 ist für die Cumolproduktion bevorzugt. Es ist bevorzugt, daß der Reaktionspartnerstrom in dem Reaktor in gemischter Phase vorliegt. Der Beschickungsstrom enthält daher bevorzugt einige nicht reagierende leichte Paraffine mit der gleichen Kohlenstoffatomzahl je Molekül wie das Olefin. Bei der Cumolproduktion ist es bevorzugt, daß die Propanmenge in demReaktionszonenbeschickungsstrom wenigstens gleich der Propylenmenge in diesem Strom ist. Dies kann da-
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durch erreicht werden, daß aian einen verdünnten Propylenbeschickungsstrom verwendet oder Propan zurückfahrt.
Die Erfindung kann weiter durch dieses Beispiel einer bevorzugten Ausfuhrungs form auf der Grundlage der Cumolpro—
duktion durch Alkylierung von Benzol mit Propylen erläutert werden. Aus Gründen der Klarheit wird auf die in der Zeichnung gezeigten Leitungen und Kessel Bezug genoeaeen. Der BeschickungsstroEi zu der Beaktionszone staamt aas einem Boden— produktstrom einer Kektif!zieleinrichtung 14, der etwa 489O Mol je Stunde eines Gemisches von etwa 61 Mol-% Benzol tmd
26 Mol-% Propan umfaßt, und einem RücäcfiSirstrostt aus Leitung 2, der etwa 2980 .Mol pro Stunde Benzol und etwas Propan teifaßt. Etwa 6O kg je Stunde Wasser werden in dieses Gemisch
eingespritzt, um den geeigneten Hydrafcationszustand des Katalysators beizubehalten. Der Propylenbeschickungsstrom tritt in das Verfahren in einer Menge von 852 Mol pro Stunde ein.
Der kombinierte Beschickungsstrom enthält etwa 9195 Hol je
Stunde, wovon 6275 Mol je Stunde aus Benzol bestehen. Er -wird in zwei gleiche Ströme aufgeteilt, von denen jeder in dem
Boden eines Reaktors mit einem Druck von etwa 37,4 atü (550 und einer Temperatur von etwa 195 0C (383 0F) eingeföhrt wird. Die Beaktoren enthalten jeweils vier Katalysatorbetben von
ausreichendem Gesamtvolumen, um eine stündliche
digkeit (WHSV) von etwa 1,25 Stunde" zu ergeben. Der verwendete Katalysator ist ein Standard-SPA-Katalysator.
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Die Auslaufe mit gemischter Phase aus den beiden Reaktoren werden von etwa 225 0C (437 0F) auf etwa 202 °C (395 0F) gekühlt, indem ihr Druck von etwa 34 atü (500 psig) auf etwa 18,4 atü (271 psig) gesenkt wird, und dann werden sie miteinander vereinigt. Der resultierende Alkylierungszonenausfluß tritt in die erste Rektifiziereinrichtung 1O mit einer Menge von etwa 8419 Mol je Stunde ein. In die erste Rektifiziereinrichtung werden auch 519 Mol je Stunde eines benzolreichen Stromes aus Leitung 13 mit einer Temperatur von etwa 49 0C (120 0F) eingespeist. Die erste Rektifiziereinrichtung wird mit einer Bodentemperatur von 201 0C (394 0F) bei 18,4 atü (271 psig) betrieben. Der Kopfdampfstrom wird mit einer Temperatur von etwa 193 0C (379 0F) entfernt und auf etwa 154 0C (310 °F) in dem Wärmeaustauscher 5 gekühlt, bevor er in die zweite Rektifiziereinrichtung eingeleitet wird. Die erste Rektifiziereinrichtung enthält acht Fraktionierböden, und die zweite Rektifiziereinrichtung enthält 28 Fraktionierböden. Ein sehr kleiner Säurestrom von etwa 3,785 1 je Tag wird vom Boden der Rektifiziereinrichtung entfernt.
Der Benzolbeschickungsstrom tritt in die zweite Rektifiziereinrichtung an dem achtzehnten Boden von unten aus gerechnet mit etwa 746 Mol je Stunde und mit einer Temperatur von etwa 27 0C (80 0F) ein. Der Kopfdampf dieser Kolonne hat eine Temperatur von etwa 51 0C (123 0F) und wird in dem Kopfproduktkondensator auf etwa 38 0C (100 0F) gekühlt. Der Kopfproduktaufnahmebehälter wird auf 17,0 atü (250 psig) gehalten. Etwa
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7 Mol pro Stunde Wasser und 57,7 Mol pro Stunde flüssige Kohlenwasserstoffe werden aus dem Behälter entfernt. Etwa 92 Mol-% dieses Stromes bestehen aus Propan, wobei der Rest aus Äthan, Isobutan und Wasserstoff besteht. Der Rückflußstrom hat eine Fließgeschwindigkeit von etwa 2482 Mol pro Stunde. Ein eingesetzter Aufkocher wird in der zweiten Rektifiziereinrichtung verwendet, um einen Bodenproduktstrom von 122 0C (251 0F) zu ergeben.
Der Netto-Bodenproduktstrom wird von etwa 2O1 0C (394 °F) und 18,4 atü (271 psig) auf etwa 3,4 atü (50 psig) durch Entspaiiiingsverdampfung schnell verdampft und in den Absetzbehälter 26 als ein zweiphasiger Strom mit einer Temperatur von etwa 144 °C (291 0F) geführt. Diese Temperatürverminderung bewirkt, daß eine weitere kleine Menge Phosphorsäure aus der Lösung in dem Kohlenwasserstoffstrom herauskommt. Sie wird aus dem Kessel mit einer Geschwindigkeit von weniger als 3,785 1 je Tag entfernt. Der Bodenproduktstrom der ersten Rektifiziereinrichtung wird dann in eine Rückführkolonne mit 36 Böden überführt. Diese Kolonne arbeitet mit einer Bodentemperatur von etwa 214 0C (418 0F). Ein hauptsächlich aus Benzol bestehender Kopfdampfstrom wird mit etwa 2,7 atü (40 psig) entfernt und mit einer Temperatur von 49 0C (120 0F) kondensiert. Die Kopfproduktflüssigkeit wird zwischen Rückfluß und einem Rückführstrom aufgeteilt. Ein Schleppstrom oder Seitenstrom von etwa 4 Mol pro Stunde wird abgezogen, um unumgesetzte Kohlenwasserstoffe zu entfernen, und der
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Rest des Riickführstromes bildet den oben genannten Rektifiziereinrichtungsrüekflußstrom und den Reaktorbeschickungsstrom.
Ein Bodeiiproduktstrom von 75O Mol pro Stunde aus der Rückführkolonne wird in die Cumolkolonne mit 45 Böden eingeführt. Der Kopfdaiapfstrom dieser Kolonne hat einen Druck von etwa 1,4 atü i2O psig) bei einer Temperatur von etwa 19O 0C {374 °F} Er wird unter Bildung von Rückfluß und eines Uettocumolpro— duktstromes von 716 Mol pro Stunde kondensiert- Die Cumolkolonne arbeitet mit einer Bodenprodukttemperatur von etwa 248 0C (478 0Fl, und ein Nettobodenproduktstrom von Verunreinigungen wird in einer Menge von etwa 33,6 Mol pro Stunde entfernt.
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Claims (3)

Dl Hans-Heinrich Willrath 1 Dr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus Seiffert PATENTANWÄLTE D — 62 WIESBADEN 2. Jan. 1978 W/B Gustav-Freytag-Stra6e 25 ja- 1O61S1) 37Ϊ7Ϊ0 TfleErammndr.sse- WILLPATENT Telex: 4-186247 Case 1779 UOP Inc., Ten Uop Plaza, Algonquin & Mt. Prospect Roads, Des Piaines, Illinois 60016 / Π S A Verfahren zur Herstellung von alky!aromatischen Kohlenwasserstoffen Priorität: 3. Januar 1977 in USA, Serial-No. 756 523 Patentansprüche
1./ Verfahren zur Herstellung von alkyl aromatischen Kohlenwasserstoffen durch Behandlung eines aromatischen Kohlenwasserstoffes und eines Olefins mit einem festen phosphor säurehaltigen Katalysator in einer auf die Alkylierung fördernden Bedingungen gehaltenen Reaktionszone, Überführung eines Reaktionszonenauslaufstromes, der den aromatischen Kohlenwasserstoff und einen alkylaromatischen
2 β υ υ i
Kohlenwasserstoff enthält,in eine erste Fraktionierζone, Entfeming eines Bodenstromes, der den aromatischen Kohlenwasserstoff und den alkylaromatischen Kohlenwasserstoff enthält, aus der ersten Fraktionierzone bei einer ersten Temperatur und anschließende Überführung in eine zweite Fraktionierzone mit einem niedrigeren Druck und einer niedrigeren zweiten Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß man den Bodenstrom an einem mittleren Punkt zwischen der ersten Fraktionierzone und der zweiten Fraktionierzone einer Schnellverdampfung oder Entspannungsverdampfung unterzieht und sodann den Bodenstrom in einen Absetzbehälter überführt und freigegebene Phosphorsäure aus dem Absetzbehälter entfernt und so die Menge an Phosphorsäure vermindert, die in die zweite Fraktionierzone eintritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als aromatischen Kohlenwasserstoff Benzol und als Olefin ein solches mit zwei bis drei Kohlenstoffatomen je Molekül verwendet.
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